Revidovaná hmotnost Mléčné dráhy je mnohem menší, než se očekávalo

Díky nejnovějšímu satelitnímu katalogu družice Gaia od Evropské kosmické agentury (ESA) dosáhl mezinárodní tým vedený astronomy z pařížské observatoře – PSL a CNRS nejpřesnějšího měření hmotnosti Mléčné dráhy. Tato studie otevírá důležité otázky v kosmologii, zejména o množství temné hmoty obsažené v naší Galaxii.

Celková hmotnost Mléčné dráhy se odhaduje pouze na dvě stě miliardkrát větší, než je hmotnost Slunce (2,06 x 10^11 hmotnosti Slunce), což znamená významnou revizi směrem dolů – přibližně čtyřikrát až pětkrát nižší, než udávaly předchozí odhady.

Tato nová hodnota byla odvozena ze třetího vydání dat katalogu Gaia zveřejněného v roce 2022, který poskytuje komplexní data pro 1,8 miliardy hvězd, zahrnující všechny tři prostorové složky a tři složky rychlosti v šestirozměrném prostoru v rámci Mléčné dráhy.

Snesitelná lehkost Mléčné dráhy
Pomocí dat z družice Gaia byli vědci schopni sestrojit nejpřesnější rotační křivku, která byla kdy pozorována pro spirální galaxii, v tomto případě pro naši vlastní Galaxii, a odvodit její hmotnost. Před Gaiou bylo získání robustní rotační křivky pro naši Galaxii náročné, na rozdíl od případu externích spirálních galaxií. Tato výzva pramenila z naší pozice v Mléčné dráze, která znemožňovala přesně rozlišit pohyby a vzdálenosti hvězd na galaktickém disku.

Ve své studii publikované 27. září 2023 v časopise Astronomy and Astrophysics vědci zjistili, že rotační křivka naší Galaxie je atypická: na rozdíl od křivek určených pro jiné velké spirální galaxie není plochá. Naopak, na okraji disku Galaxie se tato křivka začíná rychle snižovat po předpovědi známé jako Keplerovský pokles.

Zpochybňování kosmologie
Získání rotační křivky pro Mléčnou dráhu, která vykazuje keplerovský pokles, vyžaduje umístění naší Galaxie do kosmologického rámce.

Jedním z hlavních průlomů v moderní astronomii bylo zjištění, že rotační rychlosti velkých disků spirálních galaxií byly mnohem vyšší, než by se dalo očekávat od keplerovského poklesu. V 70. letech 20. století astronomové Vera Rubin, která používala pozorování ionizovaného plynu, a Albert Bosma, který studoval neutrální plyn, prokázali, že rychlost rotace spirálních galaxií zůstává konstantní daleko za jejich optickými disky.

Bezprostředním důsledkem tohoto objevu bylo tvrzení o existenci temné hmoty — kromě pozorovatelné hmoty — distribuované v halu obklopujícím disky spirálních galaxií. Bez této temné hmoty by rotační křivky následovaly pokles zvaný keplerovský. Posledně uvedené zjištění ukazuje nepřítomnost významného množství hmoty mimo optický disk.

Zdroj: https://phys.org/news/2023-09-revisited-mass-milky-smaller-cosmology.html

autor: František Martinek